陶瓷纳米颗粒增强Ni-P复合镀层的微观组织与力学性能

论文摘要

本论文利用直流电弧等离子体法,在氢气与氮气混合气氛中蒸发块体Ti金属,制备TiN单晶纳米颗粒,利用X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜镜（TEM）对纳米颗粒进行成分及结构进行表征并分析颗粒的热稳定性。直流电弧等离子体法制备的TiN纳米颗粒具有立方晶体结构,在774 K时,TiN纳米颗粒达到氧化峰值。利用电刷镀方法制备出TiN纳米颗粒镶嵌Ni-P／TiN纳米复合镀层。通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对复合镀层进行物相结构、表面形貌、微观组织分析,并对纳米复合镀层显微硬度和耐磨性能进行测试。Ni-P／TiN纳米复合镀层显微硬度高达Ni-P镀层的近3倍,耐磨性也有显著提高。制备α-Al2O3纳米颗粒镶嵌Ni-P／Al2O3纳米复合镀层。对比普通Ni-P镀层,对Ni-P／Al2O3纳米复合镀层进行200℃,400℃和600℃真空热处理1 h,得到晶化纳米复合镀层。通过Ni-P／Al2O3纳米复合镀层物相结构、表面形貌、微观组织分析,及其力学性能测试,研究热处理温度对纳米复合镀层组织结构和性能的影响。400℃热处理后的Ni-P／Al2O3纳米复合镀层已经完成晶化,综合力学性能也最优。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 复合镀简介
• 1.1.1 复合镀的历史与发展
• 1.1.2 复合镀层的分类
• 1.1.3 影响分散微粒共析的因素
• 1.1.4 Ni基复合电刷镀层的研究
• 1.1.5 纳米复合镀尚需解决的问题
• 1.2 氮化钛（TiN）的性质用途及其粉体的制备方法
• 1.2.1 纳米陶瓷材料及其特性
• 1.2.2 Ti-N元系相图
• 1.2.3 TiN的晶体结构
• 1.2.4 TiN的性质与用途
• 1.2.5 TiN颗粒的制备方法
• 2O₃）的性质用途及制备方法'>1.3 氧化铝（Al₂O₃）的性质用途及制备方法
• 1.4 本论文研究内容
• 2 实验方法及分析手段
• 2.1 直流电弧等离子体纳米粒子制备方法简介
• 2.1.1 直流电弧等离子体的特点
• 2.1.2 直流电弧等离子体法装置设备
• 2.1.3 直流电弧等离子体法实验步骤
• 2.2 电刷镀方法简介
• 2.2.1 电刷镀技术的特点
• 2.2.2 电刷镀装置设备
• 2.2.3 电刷镀镀液
• 2.2.4 电刷镀工艺路线
• 2.3 表征分析与性能测试方法
• 3 Ni-P/TiN纳米复合电刷镀层的制备与性能测试
• 3.1 TiN单晶纳米颗粒的制备与表征
• 3.1.1 TiN单晶纳米颗粒的制备
• 3.1.2 TiN单晶纳米颗粒的晶体结构
• 3.1.3 TiN单晶纳米颗粒的形貌和微结构
• 3.1.4 TiN单晶纳米颗粒的热分析
• 3.2 Ni-P/TiN纳米复合电刷镀层的制备
• 3.3 Ni-P/TiN纳米复合电刷镀层的相结构
• 3.4 Ni-P/TiN纳米复合电刷镀层形貌分析
• 3.5 Ni-P/TiN纳米复合电刷镀层显微硬度
• 3.6 Ni-P/TiN纳米复合电刷镀层耐磨性能
• 3.7 本章小结
• 2O₃纳米复合电刷镀层的制备与性能测试'>4 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层的制备与性能测试
• 2O₃纳米颗粒的表征'>4.1 α-Al₂O₃纳米颗粒的表征
• 2O₃纳米复合电刷镀层的制备'>4.2 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层的制备
• 2O₃纳米复合电刷镀层的相结构'>4.3 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层的相结构
• 2O₃纳米复合电刷镀层形貌分析'>4.4 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层形貌分析
• 2O₃纳米复合电刷镀层显微硬度'>4.5 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层显微硬度
• 2O₃纳米复合电刷镀层耐磨性能'>4.6 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层耐磨性能
• 2O₃纳米复合电刷镀层的疏水性'>4.7 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层的疏水性
• 4.8 本章小结
• 2O₃纳米复合电刷镀层的性能变化'>5 晶化Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层的性能变化
• 5.1 晶化热处理的实验方法及条件
• 2O₃纳米复合电刷镀层的相结构变化'>5.2 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层的相结构变化
• 2O₃纳米复合电刷镀层的微观形貌变化'>5.3 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层的微观形貌变化
• 2O₃纳米复合电刷镀层的显微硬度的提高'>5.4 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层的显微硬度的提高
• 2O₃纳米复合电刷镀层的摩擦磨损性能的提高'>5.5 Ni-P/Al₂O₃纳米复合电刷镀层的摩擦磨损性能的提高
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢